Discussione e applicazione della produzione e lavorazione di pezzi fucinati in leghe di titanio aeronautico
Entrando nel 21° secolo, l’aerospaziale ha mostrato prospettive di sviluppo più ampie. Le attività aerospaziali di alto o altissimo livello diventeranno più frequenti e il loro ruolo andrà ben oltre il campo della scienza e della tecnologia stessa e avrà un impatto sulla politica, sull’economia, sul militare e persino sulla vita sociale umana. Effetti più ampi e di più vasta portata.
Va sottolineato che i grandi successi dell'industria aerospaziale sono inseparabili dallo sviluppo e dalla svolta della tecnologia dei materiali aerospaziali e che la lega di titanio occupa una posizione insostituibile nel campo aerospaziale grazie ai suoi vantaggi come l'elevata resistenza e la qualità della superficie leggera.
Forgiatura del titanio grado 5generalmente richiede un trattamento termico di invecchiamento della soluzione per garantire che soddisfi i requisiti di resistenza al taglio di 660 MPa e resistenza alla trazione di 1100 MPa.
Gli elementi di fissaggio in lega di titanio devono essere ispezionati in dettaglio. Oltre a osservare se sono presenti danni all'aspetto, è necessario eseguire anche controlli sulle proprietà meccaniche e sulla metallurgia. Gli elementi di fissaggio in lega di titanio hanno standard di materiali, qualità, standard di prestazione e requisiti rigorosi. ,
Le condizioni tecniche di lavorazione degli elementi di fissaggio in lega di titanio devono essere conformi ai requisiti pertinenti proposti nello standard AMS4967 (filo ricotto, forgiati e anelli, barre in lega di titanio trattabili termicamente). Esistono chiari requisiti standard e requisiti prestazionali in termini di fase, aspetto, controllo dei difetti e proprietà meccaniche.
1. Problemi nella lavorazione degli elementi di fissaggio in leghe di titanio
Problema di corrosione. Quando si installano elementi di fissaggio in lega di titanio, è facile formare un certo spazio, in modo che il rivestimento superficiale scorra tra i colpi d'aria metallici, il che rende gli elementi di fissaggio vulnerabili ai danni durante il processo di produzione. Durante l'uso successivo, la tenuta della connessione verrà compromessa. Il motivo principale della resistenza alla corrosione dei materiali in lega di titanio è che sulla loro superficie è presente una pellicola protettiva di ossido. Questo strato di pellicola può proteggere efficacemente la lega di titanio all'interno del materiale dall'ossidazione, migliorando così la resistenza alla corrosione del materiale in lega di titanio.
Problemi nella lavorazione di tornitura. I materiali in lega di titanio sono difficili da lavorare e hanno una scarsa conduttività termica. Il calore generato durante la lavorazione non si diffonde attraverso il pezzo e la struttura della macchina, ma si concentra nella zona di taglio, dove è presente una forte sensibilità all'intaglio, che può portare a scheggiature e deformazioni; mentre l'opacizzazione del tagliente genera un calore ancora più elevato e riduce ulteriormente la durata dell'utensile. L'elevata temperatura generata durante il processo di taglio causerà anche un continuo indurimento del pezzo. Questo fenomeno influenzerà l'integrità della superficie del titanio e potrebbe portare a una precisione geometrica imprecisa della parte e ridurne seriamente la resistenza alla fatica. In generale, in condizioni ragionevoli di lavorazione meccanica, il processo di tornitura non è difficile. Se si tratta di produzione di massa, taglio continuo e taglio con una quantità di metallo asportato relativamente grande, è necessario utilizzare utensili in carburo cementato; e per formare tagli o tagli è necessario utilizzare utensili in acciaio. Apportare modifiche ragionevoli e utilizzare coltelli in cermet, se necessario.
La precisione della lavorazione degli elementi di fissaggio in lega di titanio. I requisiti di precisione per i macchinari saranno più elevati. Durante la produzione meccanica, poiché l'utensile è in uno stato di usura da lavoro durante ogni processo di produzione ed è calibrato secondo il programma, la densità degli elementi di fissaggio in lega di titanio è maggiore e l'utensile si usura facilmente durante il processo di lavorazione. In questo stato l'utensile viene ancora lavorato secondo il programma, il che può facilmente compromettere la precisione dei pezzi compatti durante la lavorazione. Se la precisione degli elementi di fissaggio non viene rigorosamente controllata entro l'intervallo di errore durante l'intero processo di lavorazione, la lega di titanio e gli altri materiali non possono essere strettamente collegati durante il processo di utilizzo, il che avrà un certo impatto sull'uso successivo. La precisione degli elementi di fissaggio in lega di titanio nel processo di lavorazione meccanica è un grosso problema che deve essere superato nel processo di produzione. Ad esempio, il prodotto artigianale di fissaggio mostrato nell'immagine è un prodotto realizzato in un laboratorio di produzione ad alta precisione e le prestazioni di connessione di questo prodotto sono migliori.
2. Know-how tecnologico per la lavorazione di elementi di fissaggio in leghe di titanio
Adottare inserti geometrici ad angolo positivo per ridurre la forza di taglio, il calore di taglio e la deformazione del pezzo; mantenere affilato il tagliente degli inserti, gli utensili smussati sono causa di accumulo di calore e usura, che possono facilmente portare al guasto dell'utensile.
Mantenere un avanzamento costante per evitare l'indurimento del pezzo. Durante il processo di taglio, l'utensile dovrebbe essere sempre nello stato di avanzamento. Il taglio radiale ae dovrebbe essere pari al 30% del raggio durante la fresatura.
Il fluido da taglio ad alta pressione e a flusso elevato viene utilizzato per garantire la stabilità termica del processo di lavorazione e prevenire la degenerazione della superficie del pezzo e danni all'utensile dovuti alla temperatura eccessiva.
Prova a lavorare la lega di titanio nello stato più morbido, perché il materiale diventa più difficile da lavorare dopo l'indurimento e il trattamento termico migliora la resistenza del materiale.
Immergere con un ampio raggio di punta o smusso per inserire la maggior parte possibile del tagliente nel taglio. Ciò può ridurre la forza di taglio e il calore in ciascun punto e prevenire rotture locali. Quando si fresano le leghe di titanio, tra i parametri di taglio, la velocità di taglio ha la maggiore influenza sulla durata dell'utensile vc, seguita dalla quantità di taglio radiale (profondità di fresatura) ae.
3. Applicazione nel settore aeronautico
Secondo i dati, gli elementi di fissaggio in lega di titanio sono ampiamente utilizzati sugli aerei.
Ogni aereo C919 di fabbricazione cinese necessita di circa 200,000 pezzi di elementi di fissaggio in lega di titanio e sono necessari 20 milioni di pezzi di elementi di fissaggio in lega di titanio per completare il primo lotto di 100 ordini di avvio.
Secondo la produzione annuale prevista di 150 grandi aerei nel 2018, ogni anno sono necessari 30 milioni di pezzi di elementi di fissaggio in lega di titanio. Il potenziale di sviluppo degli elementi di fissaggio in lega di titanio è enorme e le prospettive di sviluppo del mercato sono molto promettenti.
Negli ultimi anni, con il rapido sviluppo dell'industria aerospaziale cinese, la domanda di elementi di fissaggio per l'aviazione è aumentata notevolmente.
Inoltre, la grande produzione aeronautica cinese ha fatto grandi progressi. Sebbene manchi ancora un po' di tempo prima del primo volo nel 2014, alla fine del 2010 all'air show sono stati ottenuti 100 ordini per l'avvio. Completare questi ordini è molto importante La domanda di elementi di fissaggio in lega è enorme e le prospettive di mercato degli elementi di fissaggio in lega di titanio è molto promettente.
Al fine di garantire il volo continuo e sicuro delle apparecchiature aerospaziali, i requisiti per gli elementi di fissaggio in titanio sono estremamente elevati. In particolare, gli aerei commerciali funzioneranno per 20-30 anni dopo la loro messa in servizio e voleranno ininterrottamente per più di dieci ore al giorno. I requisiti per gli elementi di fissaggio sono addirittura più elevati degli standard aerospaziali. Gli elementi di fissaggio in lega di titanio possono soddisfare i requisiti di cui sopra.
Inoltre, gli elementi di fissaggio in lega di titanio possono ridurre notevolmente il peso dell'aereo stesso, il che può non solo migliorare le prestazioni dell'aereo, ma anche ridurre i costi di utilizzo. La cosa più importante è ridurre il consumo di carburante.
Prestazioni così eccellenti sono destinate ad essere ampiamente utilizzate nella produzione aeronautica. Il problema principale che attualmente affligge il suo sviluppo è il materiale in lega di titanio.
L’analisi dell’industria dei macchinari ha evidenziato che la Cina è un grande paese produttore di elementi di fissaggio e la sua produzione è al primo posto nel mondo da molti anni, ma la Cina non è un forte paese produttore di elementi di fissaggio.
La maggior parte degli elementi di fissaggio fabbricati in Cina sono prodotti di fascia bassa e a basso valore aggiunto. La quota di mercato degli elementi di fissaggio di fascia alta, come quelli per l’aviazione, è relativamente bassa. I tipi e le specifiche dei prodotti sono molto limitati e le tecnologie e la produzione correlate devono essere migliorate.
L’uso diffuso di materiali in lega di titanio negli ultimi anni è inseparabile dalla spinta all’innovazione e dal grande piano del Paese.
Poiché il costo della lavorazione delle leghe di titanio continua a diminuire, la sua applicazione nelle strutture aeronautiche diventerà sempre più estesa in futuro.
Con il rapido sviluppo dell'industria aeronautica cinese e il continuo miglioramento dei requisiti prestazionali degli aeromobili, i futuri dispositivi di fissaggio aerospaziali ad alte prestazioni richiederanno maggiore resistenza, maggiore resistenza alla frattura e prestazioni di fatica più elevate per i materiali in lega di titanio.
